ABSTRACT
THE ECONOMIC POTENTIAL STUDY OF PALM OIL MILL WASTE INTEGRATED TREATMENT ON 24 TONS SCALE OF EFB/YEAR
By
NURUL FITRIANA
developed based on criteria NPV Rp134.037.460,4; Net B / C ratio 1.41; IRR 23%, and PP over 3,85 years. Biogas that is equivalent to diesel fuel value deserve to be developed based on criteria NPV Rp244.332.494,6; Net B / C ratio 1.75; IRR 29%, and PP over 3,24 years.
ABSTRAK
KAJIAN AWAL POTENSI EKONOMI PENGOLAHAN LIMBAH PABRIK KELAPA SAWIT TERINTEGRASI
SKALA 24 TON TKKS/TAHUN
Oleh
NURUL FITRIANA
tahun 2003). Penerapan pengolahan ALPKS dan TKKS terintegrasi sebagai bahan baku biogas yang disetarakan nilainya ke listrik dan kompos layak untuk dikembangkan dengan nilai kriteria kelayakan Investasi yakni NPV sebesar Rp134.037.460,4; Net B/C rasio sebesar 1,41; IRR sebesar 23%, dan PP selama 3,85 tahun. Penerapan pengolahan ALPKS dan TKKS terintegrasi sebagai bahan baku biogas yang disetarakan nilainya ke solar dan kompos layak untuk dikembangkan dengan nilai kriteria kelayakan Investasi yakni NPV sebesar Rp 244.332.494,6; Net B/C rasio sebesar 1,75; IRR sebesar 29%, dan PP selama 3,24 tahun.
i
KAJIAN AWAL POTENSI EKONOMI PENGOLAHAN
LIMBAH PABRIK KELAPA SAWIT TERINTEGRASI
SKALA 24 TON TKKS/TAHUN
Oleh
NURUL FITRIANA
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
i
KAJIAN AWAL POTENSI EKONOMI PENGOLAHAN
LIMBAH PABRIK KELAPA SAWIT TERINTEGRASI
SKALA 24 TON TKKS/TAHUN
(
Skripsi)
Oleh
NURUL FITRIANA
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Diagram Alir Kerangka Pemikiran ... 6
2. Alur Proses Pengolahan Tandan Buah Segar (TBS) menjadi CPO . 9 3. Tahapan Proses Pembentukan Metana ... 14
4. Jumlah biogas dari Pengolahan Limbah Pabrik Kelapa Sawit Terintegrasi ... 31
5. Komposisi Biogas dari Pengolahan Air Limbah PKS Secara Anaerobik Setiap Minggu Setelah Gas Terbentuk ... 34
6. Komposisi Biogas Rata-rata dari Pengomposan TKKS Setiap Minggu Setelah Gas Terbentuk ... 35
7. Tangki ALPKS 5000 L ... 144
8. Anaerobic digester ... 144
9. Anaerobic composting digester... 145
10. Kompos TKKS ... 145
11. Efluen hasilAnaerobic digester... 146
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Karakteristik Air Limbah Pabrik Kelapa Sawit ... 10
2. Baku Mutu Air Limbah Industri Minyak Kelapa Sawit ... 11
3. Konversi Energi Biogas ... 15
4. Produksi Kelapa Sawit Indonesia Tahun 2008–2012 ... 16
5. Komposisi Tandan Kosong Kelapa Sawit ... 17
6. Kandungan Nutrisi dalam Kompos TKKS ... 19
7. SpesifikasiDry Fermentation ... 26
8. Nilai InvestasiDry Fermentation ... 27
9. Hasil Kesetaraan Biogas menjadi Bahan Bakar Lain dan Nilai Rupiahnya per Ton TBS ... 36
10. Perbandingan Data Hasil Penelitian dengan SNI ... 38
11. Kapasitas Produksi Pengolahan Limbah PKS Terintegrasi ... 42
12. Penentuan Modal Kerja Selama Satu Tahun ... 42
13. Jumlah Pendapatan Pengolahan Limbah PKS Terintegrasi ... 43
14. Struktur Pembiayaan Modal dan Modal Kerja ... 44
15. Rencana Pencairan Pinjaman Modal Tetap dan Modal Kerja ... 44
16. Penerimaan Usaha Pengolahan Limbah PKS Terintegrasi ... 45
17. Analisis Titik Impas ... 46
18. Proyeksi Rugi Laba Pada Perencanaan Kajian 10 Tahun Periode Akuntansi ... 47
19. Analisis Kelayakan Usaha Pengolahan Limbah PKS Terintegrasi ... 49
20. Nilai Kriteria Investasi Akibat Perubahan Tingkat Sensitivitas Pengolahan Limbah PKS Terintegrasi (Produk A) ... 51
22. Data Jumlah Gas yang Terbentuk dari Pengolahan Limbah PKS
Terintegrasi ... 62
23. Jumlah Pupuk Cair yang Dihasilkan dari Pengolahan Limbah PKS Terintegrasi ... 64
24. Perincian Biaya Investasi Modal Tetap ... 67
25. Jadwal Pengembalian Kredit Modal Tetap ... 68
26. Jadwal Pengembalian Modal Kerja ... 69
27. Biaya Penyusutan Barang Modal Tetap ... 70
28. Biaya Operasional ... 71
29. Rugi Laba Produk A (Kompos & Biogas yang disetarakan ke Listrik) ... 72
30. Rugi Laba Produk B (Kompos & Biogas yang disetarakan ke Solar) ... 73
31. Proyeksi Arus Kas Listrik dan kompos ... 74
32. Proyeksi Arus Kas Solar dan kompos ... 75
33. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos dan Listrik ... 76
34. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos dan Solar ... 77
35. Perhitungan Nilai Break Event Point (BEP) Kompos dan Listrik .... 78
36. Perhitungan Nilai Break Event Point (BEP) Kompos dan Solar ... 79
37. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Listrik Akibat Penurunan Harga Jual 40% ... 80
38. Proyeksi Arus Kas Kompos & Listrik Akibat Penurunan Harga Jual 40% ... 81
39. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Listrik Akibat Penurunan Harga Jual 40% ... 82
40. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Listrik Akibat Penurunan Harga Jual 40% ... 83
41. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Listrik Akibat Penurunan Harga Jual 41% ... 84
43. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Listrik Akibat Penurunan
Harga Jual 41% ... 86 44. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Listrik Akibat Penurunan Harga
Jual 41% ... 87 45. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Listrik Akibat Penurunan Jumlah
Produksi 17% ... 88 46. Proyeksi Arus Kas Kompos & Listrik Akibat Penurunan Jumlah
Produksi 17% ... 89 47. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Listrik Akibat Penurunan
Jumlah Produksi 17% ... 90 48. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Listrik Akibat Penurunan Jumlah
Produksi 17% ... 91 49. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Listrik Akibat Penurunan Jumlah
Produksi 18% ... 92 50. Proyeksi Arus Kas Kompos & Listrik Akibat Penurunan Jumlah
Produksi 18% ... 93 51. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Listrik Akibat Penurunan
Jumlah Produksi 18% ... 94 52. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Listrik Akibat Penurunan Jumlah
Produksi 18% ... 95 53. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Listrik Akibat Kombinasi Penurunan
Harga Jual dan Jumlah Produksi 9% ... 96 54. Proyeksi Arus Kas Kompos & Listrik Akibat Kombinasi Penurunan
Harga Jual dan Jumlah Produksi 9% ... 97 55. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Listrik Akibat Kombinasi
Penurunan Harga Jual dan Jumlah Produksi 9% ... 98 56. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Listrik Akibat Kombinasi
Penurunan Harga Jual dan Jumlah Produksi 9% ... 99 57. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Listrik Akibat Kombinasi Penurunan
Harga Jual dan Jumlah Produksi 10% ... 100 58. Proyeksi Arus Kas Kompos & Listrik Akibat Kombinasi Penurunan
59. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Listrik Akibat Kombinasi
Penurunan Harga Jual dan Jumlah Produksi 10% ... 102 60. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Listrik Akibat Kombinasi
Penurunan Harga Jual dan Jumlah Produksi 10% ... 103 61. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Listrik Akibat Peningkatan
Harga Bahan Baku TKKS Rp 1100 ... 104 62. Proyeksi Arus Kas Kompos & Listrik Akibat Peningkatan
Harga Bahan Baku TKKS Rp 1100 ... 105 63. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Listrik Akibat
Peningkatan Harga Bahan Baku TKKS Rp 1100 ... 106 64. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Listrik Akibat Peningkatan Harga Bahan
Baku TKKS Rp 1100 ... 107 65. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Listrik Akibat Peningkatan
Harga Bahan Baku TKKS Rp 1200 ... 108 66. Proyeksi Arus Kas Kompos & Listrik Akibat Peningkatan
Harga Bahan Baku TKKS Rp 1200 ... 109 67. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Listrik Akibat Peningkatan
Harga Bahan Baku TKKS Rp 1200 ... 110 68. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Listrik Akibat Peningkatan Harga Bahan
Baku TKKS Rp 1200 ... 111 69. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Solar Akibat Penurunan Harga
Jual 63% ... 112 70. Proyeksi Arus Kas Kompos & Solar Akibat Penurunan Harga
Jual 63% ... 113 71. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Solar Akibat Penurunan
Harga Jual 63% ... 114 72. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Solar Akibat Penurunan Harga
Jual 63% ... 115 73. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Solar Akibat Penurunan Harga
Jual 64% ... 116 74. Proyeksi Arus Kas Kompos & Solar Akibat Penurunan Harga
75. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Solar Akibat Penurunan
Harga Jual 64% ... 118 76. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Solar Akibat Penurunan Harga
Jual 64% ... 119 77. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Solar Akibat Penurunan Jumlah
Produksi 26% ... 120 78. Proyeksi Arus Kas Kompos & Solar Akibat Penurunan Jumlah
Produksi 26% ... 121 79. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Solar Akibat Penurunan
Jumlah Produksi 26% ... 122 80. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Solar Akibat Penurunan Jumlah
Produksi 26% ... 123 81. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Solar Akibat Penurunan Jumlah
Produksi 27% ... 124 82. Proyeksi Arus Kas Kompos & Solar Akibat Penurunan Jumlah
Produksi 27% ... 125 83. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Solar Akibat Penurunan
Jumlah Produksi 27% ... 126 84. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Solar Akibat Penurunan Jumlah
Produksi 27% ... 127 85. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Solar Akibat Kombinasi Penurunan
Harga Jual dan Jumlah Produksi 14% ... 128 86. Proyeksi Arus Kas Kompos & Solar Akibat Kombinasi Penurunan
Harga Jual dan Jumlah Produksi 14% ... 129 87. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Solar Akibat Kombinasi
Penurunan Harga Jual dan Jumlah Produksi 14% ... 130 88. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Solar Akibat Kombinasi
Penurunan Harga Jual dan Jumlah Produksi 14% ... 131 89. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Solar Akibat Kombinasi Penurunan
Harga Jual dan Jumlah Produksi 15% ... 132 90. Proyeksi Arus Kas Kompos & Solar Akibat Kombinasi Penurunan
91. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Solar Akibat Kombinasi
Penurunan Harga Jual dan Jumlah Produksi 15% ... 134 92. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Solar Akibat Kombinasi
Penurunan Harga Jual dan Jumlah Produksi 15% ... 135 93. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Listrik Akibat Peningkatan
Harga Bahan Baku TKKS Rp 2000 ... 136 94. Proyeksi Arus Kas Kompos & Listrik Akibat Peningkatan
Harga Bahan Baku TKKS Rp 2000 ... 137 95. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Listrik Akibat
Peningkatan Harga Bahan Baku TKKS Rp 2000 ... 138 96. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Listrik Akibat Peningkatan Harga Bahan
Baku TKKS Rp 2000 ... 139 97. Proyeksi Rugi Laba Kompos & Listrik Akibat Peningkatan
Harga Bahan Baku TKKS Rp 2100 ... 140 98. Proyeksi Arus Kas Kompos & Listrik Akibat Peningkatan
Harga Bahan Baku TKKS Rp 2100 ... 141 99. Kriteria Kelayakan Investasi Kompos & Listrik Akibat Peningkatan
Harga Bahan Baku TKKS Rp 2100 ... 142 100. Perhitungan Nilai BEP Kompos & Listrik Akibat Peningkatan Harga
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL... xvii
DAFTAR GAMBAR ... xxiii
I. PENDAHULUAN... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Tujuan Penelitian ... 3
1.3. Kerangka Pemikiran ... 4
1.4. Hipotesis ... 6
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 7
2.1. Pengolahan Buah Sawit menjadi CPO ... 7
2.1.1 Penerimaan Tandan Buah Segar ... 7
2.1.2 Perebusan (Sterilisasi) ... 8
2.1.3 Perontokan ... 8
2.1.4 Pelumatan ... 8
2.1.5 Ekstraksi Minyak ... 8
2.1.6 Klarifikasi ... 9
2.2. Air Limbah Pabrik Kelapa Sawit ... 10
2.3. Proses Anaerobik dalam Pengelolaan Air Limbah ... 12
2.4. Potensi Pemanfaatan Biogas Sebagai Energi Alternatif ... 15
2.5. Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit ... 16
2.6. Pemanfaatan Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit ... 17
2.7. Kelayakan Usaha ... 20
III. BAHAN DAN METODE ... 22
3.1. Waktu dan Tempat ... 22
3.2. Alat dan Bahan ... 22
3.3. Metode Penelitian ... 22
3.4. Pelaksanaan Penelitian ... 23
3.4.1. Pengumpulan Data ... 23
3.4.2. Pengamatan ... 25
A. Pengukuran Volume Gas ... 25
B. Konsentrasi Gas Metana ... 25
C. Kandungan C, N, P, dan K Pupuk Organik ... 25
3.4.3. Nilai Investasi Teknologi Terintegrasi ... 26
3.4.4. Perhitungan ... 27
A. Potensi Ekonomi Biogas ... 27
B. Potensi Ekonomi Kompos ... 28
3.4.5. Analisis Kelayakan ... 28
A. Analisis Keuntungan ... 28
B. Payback Period(PP) ... 28
C. Internal Rate of Return(IRR) ... 29
D. Net Benefit Cost Ratio(Net B/C) ... 29
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 31
4.1. Jumlah dan Komposisi Biogas yang Terbentuk dari Pengolahan Limbah Industri Kelapa Sawit Terintegrasi ... 31
4.2. Peningkatan Nilai Ekonomi Biogas ... 35
4.3. Jumlah dan Kandungan Pupuk organik yang Dihasilkan dari Pengomposan TKKS secara Anaerobik ... 37
4.4. Peningkatan Nilai Ekonomi TKKS Menjadi Pupuk Organik ... 39
4.5. Analisis Kelayakan Pengolahan Limbah PKS Terintegrasi ... 40
4.5.1. Asumsi Dasar analisis Finansial... 40
4.5.2. Sumber dan Struktur Pembiayaan ... 43
4.5.4. Analisis Titik Impas Usaha ... 46
4.5.5. Proyeksi Rugi dan Laba Usaha ... 47
4.5.6. Analisis Kelayakan Investasi ... 48
4.6. Analisis Sensitivitas ... 51
V. SIMPULAN DAN SARAN ... 55
5.1. Simpulan ... 55
5.2. Saran ... 56
DAFTAR PUSTAKA ... 57
Dengan rasa syukur Alhamdulillah
atas karunia Allah SWT,
Kupersembahkan karya ini kepada:
Almamater dan Kedua orangtuaku tercinta
Semoga karya dan perjuanganku dapat membuat
Ilmu itu lebih baik daripada harta. Ilmu menjaga
engkau dan engkau menjaga harta. Ilmu itu penghukum
(hakim) dan harta terhukum. Harta itu kurang apabila
dibelanjakan tapi ilmu bertambah bila dibelanjakan
(Khalifah Ali bin Abi Talib
Tidaklah penting seberapa lambat kamu berjalan,
karena yang lebih penting adalah tidak ada kata
berhenti dalam berjalan menuju kesuksesan
(
Unknown)
Tak ada yang namanya keberuntungan di dunia ini,
yang ada hanyalah perpaduan antara persiapan,
pengalaman, perhitungan matematis, pengamatan, dan
kecerdasaan seseorang untuk membuat keberuntungan
itu sendiri
i
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Bumiharjo, Lampung Timur pada tanggal 27 Oktober 1993, sebagai anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Suheri dan Ibu Kristiani.
Penulis mengawali pendidikan formal di Taman Kanak-kanak (TK) Aisyah 3 Batanghari dan diselesaikan pada tahun 1999, Sekolah Dasar Negeri (SDN) 3 Bumiharjo Kabupaten Lampung Timur diselesaikan pada tahun 2005, Sekolah Menengah Pertama Negeri (SMPN) 1 Kota Metro diselesaikan pada tahun 2008, dan Sekolah Menengah Atas Negeri (SMAN) 1 Kota Metro diselesaikan pada tahun 2011. Penulis diterima sebagai mahasiswa Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung melalui jalur Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) Undangan pada tahun 2011.
ii
SANWACANA
Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Kajian Awal Potensi Ekonomi Pengolahan Limbah Pabrik Kelapa Sawit Terintegrasi Skala 24 Ton Tkks/Tahun”. Dengan selesainya skripsi ini, Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Udin Hasanudin, M.T. selaku ketua komisi pembimbing dan pembimbing akademik atas segala bimbingan, bantuan, saran, arahan, dan dukungan yang diberikan kepada Penulis selama menyusun skripsi dan menyelesaikan studi di Jurusan Teknologi Hasil Pertanian.
2. Ibu Ir. Marniza, M.Si. selaku anggota komisi pembimbing atas segala saran, semangat dan bimbingan yang diberikan kepada Penulis selama menyusun skripsi.
3. Ibu Prof. Dr. Ir. Neti Yuliana, M.Si. selaku penguji utama yang telah banyak memberikan kritik, saran, dan bimbingan kepada Penulis selama menyusun skripsi.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. Irwan Sukri Banuwa,M.S. selaku Dekan Fakultas Pertanian Universitas Lampung.
6. Seluruh bapak dan ibu dosen THP serta seluruh karyawan yang telah sangat membantu selama perkuliahan dan penelitian ini atas semua bimbingan dan bantuannya.
7. Keluargaku tercinta: Ayah dan Ibu, Mbak Reni dan Ifan, Bapak dan Mamak, atas doa, dukungan moril dan materi, nasihat, motivasi, serta kasih sayang yang tiada henti diberikan demi keberhasilanku.
8. Keluarga besar THP angkatan 2011: Ginta, Widya, Ira, Amur, Ara, dan seluruh anggota ‘Janji Gerhana’ terimakasih atas ilmu, canda, tawa, air mata,
serta pengalaman dan pelajaran hidup yang takkan terlupa. Kakak dan adik-adik angkatan 2009, 2010, dan 2012 terima kasih atas kekeluargaan dan nasehatnya selama ini.
9. Keluarga besar Laboratorium Pengelolaan Limbah Agroindustri THP FP Unila: Pak Joko, widya, Icha, Mba Mika, Mba Fiza, Mba Amel, Kak Arafat, Mas Supri, Kak Bili, Mba Mia, Kak Egi, Ibu Pita dan Mas Midi atas dukungan, semangat dan nasehat kepada Penulis.
10. Pihak – pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, atas segala bantuan dan dukungan selama penyelesaian skripsi ini.
Akhir kata, semoga Allah SWT membalas segala keikhlasannya, Jazaakumullah khairan katsiran dan penulis berharap skripsi ini dapat memberikan informasi yang bermanfaat.
Bandar Lampung, Januari 2016
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Industri kelapa sawit merupakan salah satu agroindustri yang sangat potensial dan berkembang pesat pada dua dekade terakhir. Produksi minyak sawit Indonesia telah menyumbang sekitar 30% dari produksi minyak nabati dunia dan ekspor minyak sawit Indonesia mencapai 60% dari permintaan pasar global (Sudrajad dkk., 2014). Pertumbuhan produksi kelapa sawit semakin meningkat sejalan dengan jumlah limbah yang dihasilkan. Pengolahan satu ton tandan buah segar akan menghasilkan Crude Palm Oil (CPO) 0,21 ton (21%), minyak inti sawit 0,05 ton (0,5%), dan sisanya merupakan limbah dalam bentuk tandan kosong kelapa sawit (TKKS) 0,23 ton (23%), serat 0,135 ton (13,5%), dan cangkang biji 0,055 ton (5,5%) (Darnoko dkk., 1993). Pengolahan tandan buah segar (TBS) pabrik kelapa sawit menjadi CPO juga akan menghasilkan 0,6-0,9 m3air limbah per ton TBS yang diolah (Zulher, 2012).
2
limbah dengan TKKS yang jumlahnya paling dominan. Interaksi antara kedua limbah tersebut haruslah saling melengkapi, mendukung, dan saling
menguntungkan, sehingga dapat mencegah pencemaran serta melestarikan lingkungan (Saputra, 2000). Air limbah pabrik kelapa sawit dapat dimanfaatkan menjadi biogas melalui proses anaerobik. Biogas merupakan gas mudah terbakar yang berasal dari bahan-bahan organik yang diperoleh dari proses perombakan bahan organik oleh mikroba dalam kondisi tanpa oksigen (anaerobik) (Apria, 2014). Menurut Haryati (2006), gas metana (CH4) sebagai komponen utama dalam biogas merupakan gas yang tidak berbau dan tidak berwarna dan apabila dibakar akan menghasilkan energi panas.
Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) selama ini dimanfaatkan dalam pembuatan pupuk kompos. Pengomposan dapat dilakukan baik secara aerobik maupun anaerobik. Pengomposan aerobik atau pengomposan konvensional paling banyak dilakukan karena mudah dan murah, serta tidak membutuhkan kontrol proses yang terlalu sulit. Dekomposisi bahan dilakukan oleh mikroorganisme di dalam bahan itu sendiri dengan bantuan udara. Sedangkan pengomposan secara
3
anaerobik (anaerobic digestion) yang memerlukan ruang tanpa oksigen dan bakteri pengurai untuk menghasilkan biogas (Apria, 2014).
Pemanfaatan limbah PKS juga dapat meningkatkan nilai tambah limbah PKS. Pembuatan instalasi pengolahan limbah PKS terintegrasi akan menghasilkan produk yang bernilai jual dan dapat menghasilkan keuntungan bagi PKS. Pupuk organik dari TKKS dapat diaplikasikan untuk berbagai tanaman, baik secara tunggal maupun dikombinasikan dengan pupuk kimia, sehingga dapat mengurangi biaya. Biogas yang dihasilkan dari proses pengolahan air limbah secara anaerobik dan pengomposan TKKS memiliki nilai kalor sekitar 4.450-5.340 kkal/m3
sehingga dapat dimanfaatkan sebagai pengganti solar, penerangan dan listrik (Gerardi, 2003). Pengembangan pengolahan limbah tersebut perlu dikaji potensi ekonominya secara rinci agar dapat diketahui tingkat kelayakan penerapannya.
1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini antara lain :
1. Menganalisis potensi ekonomi pengolahan air limbah PKS dan TKKS terintegrasi untuk produksi biogas dan pupuk organik (kompos dan pupuk cair).
4
1.3 Kerangka Pemikiran
Pabrik kelapa sawit (PKS) merupakan salah satu agroindustri yang memberikan kontribusi yang cukup besar terhadap perkembangan kemampuan ekonomi masyarakat. Pabrik kelapa sawit dalam proses pengolahannya selain
menghasilkan CPO sebagai produk utama, juga menghasilkan limbah yang cukup banyak berupa limbah padat dan limbah cair. Limbah PKS yang paling dominan adalah air limbah dan TKKS. Setiap satu ton TBS yang diolah, akan
menghasilkan TKKS sebanyak 0,23 ton (23%) (Darnoko dkk., 1993) dan 0,6-0,9 m3air limbah (Zulher, 2012). Limbah TKKS sebanyak ini dapat diolah menjadi kompos dan air limbah dapat diolah menjadi biogas sehingga tidak menimbulkan masalah pencemaran, sekaligus mengurangi biaya pengolahan limbah yang cukup besar.
Proses produksi biogas terintegrasi dengan bahan baku air limbah PKS dan TKKS dideskripsikan dengan model dekomposisi bahan organik pada kondisi anaerobik. Air limbah pabrik kelapa sawit yang diproses dalam digester anaerobik akan menghasilkan biogas dan efluen. Proses pengomposan TKKS akan
memanfaatkan efluen untuk mendegradasi bahan organik dalam kondisi anaerobik.
5
limbah PKS tersebut dikonversi ke dalam bentuk nilai uang yang potensial, sehingga dapat digunakan untuk menggambarkan manfaat ekonomi. Hasil konversi biogas dikaitkan dengan subtitusi bahan bakar fosil seperti solar dan listrik terhadap metana yang dihasilkan.
Selanjutnya, nilai ekonomi yang diperoleh dianalisis dan dibandingkan dengan nilai investasi pembuatan instalasi pengolahan limbah PKS terintegrasi untuk mengetahui jumlah pendapatan disamping besarnya biaya yang dikeluarkan, sehingga dapat diketahui bahwa pengolahan air limbah dan TKKS terintegrasi layak untuk dikembangkan. Analisis ini menggunakan kriteria pengukuran antara lainNet Present Value(NPV) untuk mengetahui tingkat keuntungan yang
diperoleh selama umur ekonomi proyek,Internal Rate of Return(IRR) untuk menentukan tingkat suku bunga yang memberikan keuntungan,Payback Period
6
TKKS + Air Limbah
Gambar 1. Diagram alir kerangka pemikiran
1.4. Hipotesis
Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah
1. Pengolahan air limbah PKS dan TKKS terintegrasi untuk produksi biogas dan pupuk organik (kompos dan pupuk cair) menunjukkan potensi ekonomi yang cukup tinggi.
2. Pengolahan air limbah dan TKKS terintegrasi layak untuk dikembangkan.
Biogas
Manfaat Ekonomi
Air Limbah Tandan Kosong
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengolahan Buah Sawit menjadi CPO
Menurut Basiron (2005), pengolahan buah sawit menjadi CPO (Gambar 2) dilakukan dalam beberapa tahap yaitu penerimaan tandan buah segar (TBS), perebusan, perontokan, pelumatan, ekstraksi minyak, dan klarifikasi. Berikut ini merupakan penjelasan singkat mengenai tahap-tahap pengolahan buah sawit menjadi CPO.
2.1.1 Penerimaan Tandan Buah Segar
Penerimaan Tandan Buah Segar (TBS ) di pabrik kelapa sawit banyak yang menggunakan jembatan timbang. Hal ini sangat sederhana, sebagian besar menggunakan sel-sel beban yang menyebabkan variasi pada sistem listrik yang diukur. Jembatan timbang menggunakan sistem komputer untuk mengukur berat. Prinsip kerja dari jembatan timbang yaitu truk yang melewati jembatan timbang berhenti 5 menit, kemudian dicatat berat truk awal sebelum TBS dibongkar dan disortir, kemudian setelah dibongkar truk kembali ditimbang. Selisih berat awal dan akhir adalah berat TBS yang diterima di pabrik. TBS harus dikelola dengan baik untuk menghindari kerusakan pada buah yang dapat menyebabkan rendahnya kualitas minyak yang dihasilkan. Kualitas buah yang diterima pabrik harus
8
penting dalam pemeriksaan kualitas buah di stasiun penerimaan TBS karena pematangan buah mempengaruhi rendemen minyak.
2.1.2 Perebusan (Sterilisasi)
Perebusan dilakukan menggunakan uap pada tekanan 3 kg/cm2pada suhu 143oC selama 1 jam. Proses ini dilakukan untuk mencegah naiknya jumlah asam lemak bebas karena reaksi enzimatik, mempermudah perontokan buah, dan
mengkondisikan inti sawit untuk meminimalkan pecahnya inti sawit selama pengolahan berikutnya.
2.1.3 Perontokan
Tujuan dari perontokan adalah memisahkan buah yang sudah direbus dari tandannya. Perontokan dilakukan dengan dua cara yaitu penggoyangan dengan cepat dan pemukulan.
2.1.4 Pelumatan
Pelumatan dilakukan untuk memanaskan buah kembali, memisahkan perikrap dari inti, dan memecah sel minyak sebelum mengalami ekstraksi. Kondisi terbaik pelumatan ada pada suhu 95–100oC selama 20 menit.
2.1.5 Ekstraksi minyak
Ekstraksi minyak biasanya dilakukan dengan mesin pres yang akan menghasilkan dua kelompok produk yaitu ( 1) campuran antara air, minyak, dan padatan, (2)
9
2.1.6 Klarifikasi
Minyak kasar hasil ekstraksi akan memiliki komposisi 66% minyak, 24% air, dan 10% padatan bukan minyak(nonoily solids,NOS). Karena kandungan
padatannya cukup tinggi, maka harus dilarutkan dengan air untuk mendapatkan pengendapan yang diinginkan. Setelah dilarutkan, minyak kasar disaring untuk memisahkan bahan berserat. Produk kemudian diendapkan untuk memisahkan minyak dan endapan. Minyak pada bagian atas diambil dan dilewatkan pada pemutar setrifugal yang diikuti oleh pengering vakum. Selanjutnya didinginkan sebelum disimpan dalam tangki penyimpan.
Gambar 2. Alur Proses Pengolahan Tandan Buah Segar (TBS) menjadi CPO (Basiron, 2005)
10
2.2 Air Limbah Pabrik Kelapa Sawit
Air limbah pabrik kelapa sawit (ALPKS) adalah air limbah dari pabrik minyak kelapa sawit yang berasal dari unit proses sterilisasi, klarifikasi,hydrocyclone (claybath),dan air pencucian pabrik. ALPKS mengandung berbagai senyawa terlarut dan tidak terlarut termasuk serat-serat pendek, hemiselulosa dan turunannya, protein, asam organik bebas, dan campuran mineral-mineral. Karakteristik ALPKS secara umum disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Karakteristik air limbah pabrik kelapa sawit
Parameter satuan rata-rata
pH - 4,95
Minyak mg/l 376
BOD mg/l 27.131
COD mg/l 68.543
Total Nitrogen mg/l 12.389
Kalium mg/l 1.050
Magnesium mg/l 2.116
Kalsium mg/l 9.671
Sumber : Budianta (2004)
11
Baku mutu air limbah industri minyak kelapa sawit berdasarkan Peraturan Gubernur Provinsi Lampung No.7 tahun 2010 disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Baku mutu air limbah industri minyak kelapa sawit
Parameter Kadar maksimum
Nitrogen total (sebagai N)
100
2,5 m3per ton produk minyak sawit (CPO)
Sumber : Peraturan Gubernur Provinsi Lampung No.7 (2010)
12
2.3 Proses Anaerobik dalam Pengelolaan Air Limbah
Nilai COD dan BOD yang tinggi dalam air limbah industri menunjukkan bahwa kandungan bahan-bahan organik dalam konsentrasi tinggi. Proses pengolahan air limbah anaerobik adalah proses penguraian senyawa-senyawa organik yang terkandung dalam limbah oleh mikroorganisme menjadi metana dan
karbondioksida tanpa memerlukan oksigen (Grady dan Lim, 1980).
Pembentukan gas-gas metana melalui metabolisme anaerobik merupakan proses bertahap dengan tiga tahap utama, yaitu hidrolisis, asidogenesis, dan
metanogenesis (Tchobanoglouset al.,2003). Tahap pertama adalah hidrolisa senyawa organik kompleks baik yang terlarut maupun yang tersuspensi dari berat molekul besar (polimer) menjadi senyawa organik sederhana (monomer) berupa senyawa terlarut dengan berat molekul yang lebih ringan. Hidrolisis molekul komplek dikatalisasi oleh enzim-enzim ekstraseluler seperti selulase, protease, dan lipase. Lipida berubah menjadi asam lemak dan gliserin, polisakarida menjadi gula (mono dan disakarida), protein menjadi asam amino dan asam nukleat menjadi purin dan pirimidin.
Tahap kedua (asidogenesis) adalah pembentukan asam organik (asam asetat, propionat, butirat, laktat, format), alkohol dan keton (etanol, metanol, gliserol dan aseton), asetat, CO2dan H2dari monomer-monomer hasil hidrolisis dengan melibatkan bakteri-bakteri penghasil asam yaituacids forming bacteriadan
13
proses ini adalah asam asetat. Pembentukan asam asetat kadang disertai dengan pembentukan karbondioksida atau hidrogen, tergantung kondisi oksidasi dari bahan organik aslinya (Tchobanoglouset al.,2003).
Tahap ketiga (metanogenesis) yaitu pembentukan metana dengan melibatkan bakteri metanogen. Proses produksi metana melibatkan dua kelompok bakteri metanogen, yaituaceticlastic methanogensyang mengubah asetat menjadi gas metana dan karbondioksida. Kelompok kedua adalah bakteri metanogen yang memanfaatkan hidrogen sebagai donor elektron dan CO2sebagai aseptor elektron untuk memproduksi metana. Bakteri di dalam proses anaerobik, yaitu bakteri
acetogensjuga mampu menggunakan CO2untuk melakukan proses oksidasi dan membentuk asam asetat. Asam asetat kemudian dikonversi menjadi metana. Sekitar 72% metana yang diproduksi dalam digester anaerobik adalah formasi dari asetat (Tchobanoglouset al.,2003). Tahapan proses pembentukan metana
14
Gambar 3. Tahapan proses pembentukan metana
Sumber : Grady dan Lim (1980) dalam Hasanudin dkk. (2012) Keterangan : --- : Proses perombakan
: Hasil dari proses perombakan Tahapan Proses
Makromolekul/bahan organik kompleks (lipida, polisakarida, protein)
Mikromolekul/bahan organik sederhana (as. lemak, gliserin, mono & disakarida, as. amino)
oleh enzim ekstraseluler hasil ekskresi bakteri hidrolitik organic sederhana menjadi asam asam organic yaitu asam asetat (CH3COOH). Asam butirat, (CH3CH2CH2COOH), asam propionat (CH3CH2COOH)
Acetogenic Bacteria
Proses perubahan asam butirat (CH3CH2CH2COOH) dan asam propionat (CH3CH2COOH) menjadi asam asetat (CH3COOH) dan H2
Acetogenic Bacteria
Proses perubahan etanol menjdi asam asetat dan gas gas metana
Methanogenic Bacteria
(1) Bakteri memanfaatkan H2untuk diubah
menjadi metana
(2) Bakteri memanfaatkan asam asetat untuk diubah menjadi metana
(3) Bakteri memanfaatkan asam format untuk diubah menjadi metana
15
2.4 Potensi Pemanfaatan Biogas sebagai Energi Alternatif
Biogas yang dihasilkan dari proses fermentasi secara anaerobik dengan bantuan aktivitas mikroba anaerobik dari bahan-bahan organik diantaranya limbah rumah tangga, limbah industri, dan kotoran hewan memiliki potensi yang besar untuk dimanfaatkan sebagai energi alternatif terbarukan. Biogas yang dihasilkan tidak memiliki warna, tidak berbau dan bersifatflammable(mudah terbakar). Sifat biogas yaitu 20% lebih ringan dari udara dan memiliki suhu pembakaran antara 650ºC sampai dengan 750ºC, yang apabila dibakar akan menghasilkan nyala api biru seperti gas LPG. Nilai kalor gas metana adalah 20 MJ/m³ dengan efisiensi pembakaran 60% pada konvesional kompor biogas (Widodo dkk., 2008).
Biogas dapat dimanfaatkan sebagai bahan pembangkit listrik, pemanas ruangan, memasak, dan pemanas air. Jika dikompresi, biogas dapat menggantikan gas alam terkompresi yang digunakan sebagai bahan bakar pada kendaraan bermotor. Menurut Hermawan (2007), di Indonesia nilai potensial pemanfaatan biogas ini akan terus meningkat karena adanya jumlah bahan baku biogas yang melimpah dan rasio antara energi biogas dan energi minyak bumi yang menjanjikan. Konversi energi biogas dan penggunaannya disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3. Konversi energi biogas.
Penggunaan Energi 1 m³ biogas
Penerangan* Listrik *
Pengganti bahan bakar** Minyak Tanah
Solar
Sebanding dengan lampu 60-100 W selama 6 jam sebanding dengan 1,25 KWH listrik
0,62 liter 0,52 liter
16
Gas metana merupakan gas yang mengandung satu atom C dan empat atom H serta memiliki sifat mudah terbakar. Gas metana yang dihasilkan dapat dibakar sebagai energi panas. Satu mol metana memerlukan dua mol oksigen untuk dapat dioksidasi menjadi CO₂dan air. Hal tersebut mengakibatkan setiap produksi 16
gram metana dapat menurunkan COD air limbah sebanayak 64 gram, stabilisasi 1 pound COD dapat menghasilkan 5,62 ft³ metana atau 0,35 m³ metana/kg COD pada suhu dan tekanan standar menururt Grady dan Lim (1980).
2.5 Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit
Potensi pengembangan kelapa sawit di Indonesia sangat besar. Hal ini dibuktikan dengan banyaknya perkebunan kelapa sawit di Indonesia baik milik negara
ataupun perusahaan perorangan. Angka produksi kelapa sawit Indonesia dari tahun 2008-2012 dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Produksi kelapa sawit Indonesia tahun 2008–2012.
Tahun Produksi Kelapa Sawit
(Ton)
2008 17.539.788
2009 19.324.294
2010 21.958.120
2011 23.096.541
2012 26.015.518
Sumber: Direktorat Jenderal Perkebunan (2013)
17
segar (TBS) yang diproses (Arif, 2012). Rerata produksi tandan kosong kelapa sawit berkisar antara 22% hingga 24% dari total berat tandan buah segar yang diproses di pabrik pengolahan kelapa sawit. Secara fisik tandan kosong kelapa sawit terdiri dari berbagai macam serat dengan komposisi antara lain selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang disajikan pada Tabel 5 (Sudiyani dkk., 2010).
Tabel 5. Komposisi Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
Komposisi TKKS Dasar Kering (%)
Selulosa 45,95
Hemiselulosa 22,84
Lignin 16,49
Abu 1,23
Nitrogen 0,53
Minyak 2,41
Sumber: Sudiyani dkk. (2010)
2.6 Pemanfaatan limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
18
sekaligus mengurangi biaya pengolahan limbah yang cukup besar (Rahmawati, 2011).
Pemanfaatan tandan kosong kelapa sawit sejauh ini antara lain dimanfaatkan sebagai bahan pupuk kompos, bahan pembuatan bioetanol, dan bahan penyerap air pada daerah dengan tekstur berpasir dan memiliki curah hujan rendah. Jika dilihat dari komposisi kandungan limbah tandan kosong kelapa sawit, maka limbah tandan kosong kelapa sawit juga sangat potensial apabila digunakan sebagai bahan baku pembuatan biogas dengan metodedry fermentation
dikarenakan memiliki banyak serat dengan kandungan kadar air yang rendah.
Keunggulan kompos TKKS meliputi: kandungan kalium yang tinggi, tanpa penambahanstarterdan bahan kimia, memperkaya unsur hara yang ada di dalam tanah, dan mampu memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi. Selain itu kompos TKKS memiliki beberapa sifat yang menguntungkan antara lain: (1) memperbaiki struktur tanah berlempung menjadi ringan; (2) membantu kelarutan unsur-unsur hara yang diperlukan bagi pertumbuhan tanaman; (3) bersifat homogen dan mengurangi risiko sebagai pembawa hama tanaman; (4) merupakan pupuk yang tidak mudah tercuci oleh air yang meresap dalam tanah dan (5) dapat
diaplikasikan pada sembarang musim (Darnoko dan Sutarta, 2006).
19
terbuka selama 6 minggu. Kompos dibolak-balik dengan mesin pembalik. Setelah itu kompos siap untuk dimanfaatkan.
Darnoko dan Sutarta (2006) menyatakan bahwa dalam kompos TKKS terdapat beberapa kandungan nutrisi penting bagi tanaman. Kandungan nutrisi dalam kompos TKKS disajikan pada Tabel 6.
Tabel 6. Kandungan nutrisi dalam kompos TKKS
Sumber : Darnoko dan Sutarta (2006).
Kompos TKKS dapat diaplikasikan untuk berbagai tanaman sebagai pupuk organik, baik secara tunggal maupun dikombinasikan dengan pupuk kimia. Penelitian aplikasi kompos TKKS pada tanaman cabe telah dilakukan di
Kabupaten Tanah Karo pada tahun 2002. Hasilnya menunjukkan bahwa aplikasi kompos TKKS dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi cabe yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuan tanpa pupuk organik (kontrol) maupun aplikasi pupuk kandang. Aplikasi 0,25 dan 0,50 kg kompos TKKS dapat
meningkatkan hasil cabe berturut-turut hingga 24% dan 45% dibanding perlakuan kontrol, sedangkan aplikasi pupuk kandang hanya dapat meningkatkan hasil sebesar 7% dibanding perlakuan kontrol (Darnoko dan Sutarta, 2006).
20
2.7. Kelayakan Usaha
Aspek finansial merupakan suatu gambaran yang bertujuan untuk menilai kelayakan suatu usaha dapat dijalankan atau tidak dapat dijalankan. Studi kelayakan terhadap aspek keuangan digunakan dalam menganalisis bagaimana prakiraan aliran kas akan terjadi. Menurut Gurning dkk. (2013), beberapa kriteria investasi yang digunakan untuk menentukan diterima atau tidaknya sesuatu usulan usaha sebagai berikut :
1. Keuntungan suatu perusahaan didapatkan dari hasil penjualan produk setelah dikurangi dengan biaya-biaya yang dikeluarkan perusahaan untuk
memproduksi produk tersebut. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui besarnya keuntungan dari usaha yang dilakukan dan semakin besar keuntungan maka semakin baik.
2. Payback Periodadalah suatu periode yang diperlukan untuk menutup kembali pengeluaran investasi (initial cash investment) dengan menggunakan aliran kas, yang bertujuan untuk mengetahui seberapa lama modal yang telah ditanamkan dapat kembali dalam satuan waktu.
3. Break Event Point(BEP) bertujuan untuk mengetahui sampai batas mana usaha yang dilakukan dapat memberikan keuntungan atau pada tingkat tidak rugi dan tidak untung. Estimasi ini digunakan dalam kaitannya antara pendapatan dan biaya.
21
bertujuan untuk mengetahui tingkat keuntungan yag diperoleh selama umur ekonomi proyek.
5. Net Benefit/ Cost Ratio, perbandingan antarapresent valuedarinet benefit
positif denganpresent valuedarinet benefitnegatif. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui berapa besarnya keuntungan dibandingkan dengan pengeluaran selama umur ekonomis proyek. Proyek dinyatakan layak dilaksanakan jika nilai B/C Rasio yang diperoleh lebih besar atau sama dengan satu, dan merugi atau tidak layak dilakukan jika nilai B/C Rasio yang diperoleh lebih kecil dari satu.
6. IRR (Internal Rate of Return) merupakan tingkat suku bunga yang dapat membuat besarnya nilai NPV dari suatu usaha sama dengan nol (0) atau yang dapat membuat nilaiNet B/C Ratiosama dengan satu dalam jangka waktu tertentu.
2.8. Analisis Sensitivitas (Sensitivity Analysis)
Analisis sensitivitas merupakan suatu analisis kembali untuk dapat melihat
pengaruh-pengaruh yang akan terjadi akibat keadaan yang berubah-ubah. Proyek-proyek pertanian umumnya sensitif terhadap perubahan-perubahan empat variabel yaitu : harga jual output, keterlambatan pelaksanaan proyek, kenaikan biaya, dan hasil produksi. Perubahan keempat variabel tersebut akan mempengaruhi
komponencashflow(inflowatauoutflow) yang pada akhirnya akan
III. BAHAN DAN METODE
3.1 Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Pengelolaan Limbah Agroindustri Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung pada bulan April sampai dengan Juli 2015.
3.2 Alat dan Bahan
Peralatan yang digunakan adalah biogas reaktor anaerobik, anaerobik komposting digester, gas chromatography(shimadzu GC-2014),elementar analyzer,neraca analitik 4 digit (shimadzu AUY 220),Atomic Absorption Spectrophotometer UV-Vis ,oven, desikator, pipet ukur, mikro pipet, kuvet, gelas ukur, gelas beker, dan alat-alat bantu analisis lainnya.
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah aquades, tisu, label, efluen, Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) dan Air Limbah Pabrik Kelapa Sawit (ALPKS).
3.3. Metode Penelitian
23
berdasarkan data harga kompos, pupuk cair, dan energi saat ini, potensi produksi biogas dan pupuk organik (pupuk cair dan kompos) kemudian hitung ke dalam bentuk nilai uang untuk menggambarkan manfaat ekonomi yang diperoleh. Hasil yang diperoleh selanjutnya disajikan dalam bentuk tabel dan grafik kemudian dianalisis secara deskriptif.
3.4 Pelaksanaan Penelitian 3.4.1. Pengumpulan Data
Pelaksanaan penelitian ini dilakukan dengan cara observasi langsung untuk mengetahui produktivitas biogas, kompos, dan pupuk cair yang dihasilkan dari pengolahan limbah cair kelapa sawit dan TKKS terintegrasi. Air limbah diproses dalam biogas reaktor anaerobik dengan kapasitas 5000 Liter, sedangkan TKKS dikomposkan menggunakan bioreaktor komposting anaerobic kapasitas 25 kg. Air limbah dimasukkan ke dalam reaktor biogas berkapasitas 5000 L dalam keadaan tanpa oksigen (anaerobik), selanjutnya setiap hari ditambahkan 150 L air limbah ke dalam reaktor tersebut selama penelitian berlangsung (70 hari).
24
Biogas yang dihasilkan dari pengolahan air limbah diukur produksinya setiap hari menggunakan gasflowmeter. Konsentrasi gas metana pada biogas yang
dihasilkan dianalisis satu kali dalam seminggu menggunakangas chromatography
(shimadzu GC-2014). Pupuk cair yang dihasilkan pada proses pengomposan diukur juga volumenya setiap hari menggunakan gelas ukur, sedangkan kompos yang dihasilkan diukur beratnya pada saat akhir penelitian menggunakan neraca. Kandungan C dan N diukur menggunakanelementar analyzer,sedangkan nilai P dan K diukur menggunakanAtomic Absortion Spectrophotometersetiap 7 hari satu kali.
Informasi dan data yang didapatkan dari penelitian ini kemudian digunakan untuk menganalisis potensi ekonomi. Berdasarkan data harga energi dan pupuk organik serta potensi produksi biogas dan pupuk organik, dihitung manfaat ekonomi ke dalam bentuk nilai uang. Potensi produksi biogas dari pengolahan air limbah secara anaerobik dan potensi produksi pupuk organik berdasarkan pada hasil penelitian, sedangkan potensi produksi biogas dari proses pengomposan TKKS secara anaerobik berdasarkan pada penelitian Hasanudin (2015) yaitu 17, 75 m3biogas/ton TBS.
25
pengolahan limbah terintegrasi berdasarkan penelitian Burri dan Gregor (2011) untuk mengetahui kelayakan usaha berdasarkan nilai keuntungan NPV, PP, IRR, dan Net B/C.
3.4.2. Pengamatan
Pengamatan yang dilakukan adalah pengukuran volume gas, konsentrasi gas metana, dan kandungan C, N, P, K pupuk organik.
A. Pengukuran Volume gas
Pengukuran jumlah biogas dilakukan setiap hari dengan menggunakan gas
flowmeter.Hasil pengukuran dicatat ke dalam lembar data. Volume biogas yang didapat pada hari ini dihitung dengan cara mengurangkan pencatatan hari ini dengan hasil pencatatan hari sebelumnya (Shinagawa corporation, 2006).
B. Konsentrasi gas metana
Biogas yang diproduksi oleh bioreaktor dianalisis kandungan gas metannya dengan GC (Gas Chromatography) merk Shimadzu GC-2014, menggunakan kolom jenis shincarbon dengan panjang 1-4 meter dan detektor TCD (Thermal Conductivity Detector), pada temperatur 200⁰C dan kuat arus 80 mA untuk
mengetahui konsentrasi gas metana (Shimadzu Corporation, 2004).
C. Kandungan C, N, P, dan K Pupuk Organik
26
kandungan C dan N-nya menggunakanelementar analyzerdan kandungan P dan K-nya dianalisis satu kali dalam seminggu menggunakanAtomic Absorption Spectrophotometer UV-VISyang memiliki panjang gelombang antara 160-780 nm.
3.4.3. Nilai Investasi Teknologi Terintegrasi
Nilai investasi dalam pembuatan teknologi pengolahan limbah PKS terintegrasi perlu diketahui untuk menentukan layak atau tidaknya teknologi ini untuk diterapkan. Pengolahan limbah PKS terintegrasi secara anaerobik atauDry Fermentationtelah diketahui spesifikasi dan nilai investasinya berdasarkan penelitian Burri dan Gregor (2011) dan dijadikan acuan dalam analisis kelayakan pada penelitian ini yang dapat dilihat pada Tabel 7 dan Tabel 8.
Tabel 7. SpesifikasiDry Fermentation
Prototipe Full Scale Plant
Ukuran digester 33 m3total volume 165 m3(5*33m2) total volume
23 m3total volume 115 m3load volume
Generator None 10 kW el, biogas
generator
Kapasitas 6 ton/periode 30 ton/periode
(Substrat Segar) 0.25 ton/hari 1.25 ton/hari
Substrat Sampah Organik Sampah Organik
Waktu Proses 28 hari, 6 minggu pengomposan
28 hari, 6 minggu pengomposan
Umur Ekonomi 20 tahun
27
Tabel 8. Nilai InvestasiDry Fermentation
Uraian Prototipe
Tangki 40 200 Prototipe 10
Pipa dan Sambungan 100 500 Prototipe 5
Peralatan 50 200 Prototipe 5
Pompa 100 500 Prototipe 4
Penyaring 20 100 Prototipe 1
Generator (Termasuk kotak sambungan)
7.500 Arthur 2009 10
Kantor 2.000 Asumsi 20
Instalasi Air 250 Asumsi 20
Instalasi Listrik 250 Asumsi 20
Atap untuk pemisahan sampah dan kompos
500 Rothenbergen et al (2006)
20
Lain-lain (+10%) 3.305 Yescombe
(2002)
Jumlah 310 15.305
Pekerja (SDM)
Gaji Manajer 500 2.500 Arthur 2009
Gaji Pekerja 250 1.250 Arthur 2009
Transportasi 350 1.800 Prototipe
Pengelasan 150 750 Prototipe
Persiapan awal 1.000 Asumsi
Lain- lain (+10%) 175 975 Asumsi
Jumlah 1.425 8.275
Jumlah Total 1.735 23.580
Sumber: Burri dan Gregor (2011).
3.4.4. Perhitungan
A. Potensi Ekonomi Biogas
Biogas yang dihasilkan dihitung berdasarkan nilai Kesetaraan Energi Biogas (Tabel 3) kemudian dikalikan dengan nilai rupiah masing-masing bahan yang disubtitusi, sehingga dapat diperoleh manfaat ekonominya dalam bentuk rupiah.
28
B. Potensi Ekonomi Kompos
Jumlah kompos yang diperoleh dikalikan dengan harga rata-rata pupuk saat ini, sehingga dapat diperoleh jumlah penghematannya dalam bentuk rupiah.
Potensi Ekonomi Kompos = Jumlah kompos x Harga pupuk organik
3.4.5. Analisis Kelayakan
Informasi dan data yang didapatkan dari penelitian ini kemudian dianalisis
menggunakan analisis usaha berdasarkan nilai keuntungan, PP, IRR, dan Net B/C ratio.
A. Analisis Keuntungan
Komponen biaya total terdiri dari biaya variabel (biaya tidak tetap) dan biaya tetap. Biaya variabel adalah biaya yang secara total berubah secara proporsional dengan perubahan aktivitas, dengan kata lain biaya variabel adalah biaya yang besarnya dipengaruhi oleh jumlah produksi yang dihasilkan, akan tetapi biaya variabel per unit sifatnya konstan.
π = TR –TC
Keterangan =
π = Keuntungan
TR = Penerimaan total usaha TC = Total biaya usaha
B. Payback Period(PP)
29
Nilai Investasi
PP = x 1 tahun
Kas Masuk Bersih Kriteria :
PP > Periode maksimum, maka usaha tidak layak PP < Periode maksimum, maka usaha layak (Sjahrial, 2008)
C. Internal Rate of Return(IRR)
Internal Rate of Return(IRR) dari suatu investasi adalah suatu nilai tingkat bunga yang menunjukan bahwa nilai sekarang netto (NPV) sama dengan jumlah
seluruh ongkos investasi proyek. Formula untuk IRR dapat dirumuskan sebagai berikut:
NPV1
IRR= i1 + x (i2–i1) (NPV1 - NPV2)
Dimana :
i1 = tingkat discount rate yang menghasilkan NPV1 i2 = tingkat discount rate yang menghasilkan NPV2 Keterangan :
IRR > tingkat bunga, maka usulan proyek diterima IRR < tingkat bunga, maka usulan proyek ditolak
D. Net Benefit Cost Ratio(Net B/C)
30
Keterangan :
Bt = Manfaat Penerimaan tahun ke-t (Rp) i = Tingkat suku bunga (%)
t = Periode investasi (i = 1, 2,…,n) n = Umur ekonomis usaha (tahun)
V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
Simpulan yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Pengolahan air limbah PKS dan TKKS terintegrasi per ton TBS memberikan peningkatan nilai ekonomi yang cukup tinggi, yaitu
a. Hasil kesetaraan nilai biogas menjadi bahan bakar lain menunjukkan bahwa biogas yang dihasilkan sebesar 34,0329m3biogas/ton TBS setara dengan 42,54 KWH listrik senilai Rp 41.052,19 atau setara dengan 21,1L solar senilai Rp 232.104,38.
b. Pengolahan limbah PKS terintegrasi menghasilkan kompos TKKS sebanyak 268,92 kg kompos/ ton TBS atau senilai Rp 1.532.821,20/ ton TBS dan telah memenuhi SNI 19-7030-2004 tentang spesifikasi kompos organik, sedangkan pupuk cair yang dihasilkan belum dapat diaplikasikan ke lahan karena belum memenuhi Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No.28 (2003)
56
nilai kriteria kelayakan Investasi yakni NPV sebesar Rp 134.037.460,4; Net B/C rasio sebesar 1,41; IRR sebesar 23%, dan PP selama 3,85 tahun, serta masih layak jika terjadi penurunan harga jual produk sampai dengan 40 %, penurunan jumlah produksi sampai dengan 17 %, kombinasi penurunan harga jual dan jumlah produksi sampai dengan 9 %, dan peningkatan harga TKKS sampai dengan Rp1100. Penerapan pengolahan air limbah PKS dan TKKS terintegrasi sebagai bahan baku kompos dan biogas sebagai pengganti solar layak untuk
dikembangkan dengan nilai kriteria kelayakan Investasi yakni NPV sebesar Rp 244.332.494,6; Net B/C rasio sebesar 1,75; IRR sebesar 29%, dan PP selama 3,24 tahun, serta masih layak jika terjadi penurunan harga jual produk sampai dengan 63%, penurunan jumlah produksi sampai dengan 26 %, kombinasi penurunan harga jual dan jumlah produksi sampai dengan 14%, dan peningkatan harga TKKS sampai dengan Rp 2000.
5.2 Saran
Saran pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai pengaplikasian kompos hasil pengolahan air limbah PKS dan TKKS terintegrasi ke tanaman dan dibandingkan hasilnya dengan penggunaan pupuk kimia dalam jangka waktu tertentu.
DAFTAR PUSTAKA
Agusnar, H. 2008. Analisa Pencemaran dan Pengendalian Pencemaran.USU Press. Medan.
Alex, S. 2015. Sukses Mengolah Sampah Organik Menjadi Pupuk Organik. Pustaka Baru Press. Yogyakarta.
Apria, N. E. 2014. Produksi Biogas Melalui ProsesDry Fermentation
Menggunakan Limbah Tandan Kosong Kelapa Sawit. (Skripsi). Jurusan Teknik Pertanian. Universitas Lampung.
Arif, F. S. 2012. Tinjauan Fungsi Fisik Aplikasi Tandan Kosong Kelapa Sawit. www.dedidoank.files.wordpress.com. Akses : 8 Desember 2014.
Badan Standarisasi Nasional (BSN). 2004. SNI 19-7030-2004 Spesifikasi Kompos dari Sampah Organik Domestik. Badan Standarisasi Nasional. Jakarta.
Basiron, Yusof. 2005. Bailey’s Industrial Oil and Fat Products sixth edition:
Palm Oil. WILEY- INTERSCIENCE Ajohn Wiley & Sons. 2:333–2:429. Budianta, Dedik. 2004. Evaluasi Pemanfaatan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
terhadap Ketersediaan Hara dan Produksi Tandan Buah Segar Kelapa Sawit.
Jurnal Tanah Tropis. 10(1), 27–32.
Burri, M. dan G. Martius. 2011. Biogas from Solid Waste:Conception and Construction of a Dry Fermentation Pilot Plant for Developing Countries. Tesis.Master in Energy Science and Technology at the Swiss Federal Institute of Technology in Zurich (EHT).
Darnoko dan A. S. Sutarta. 2006. Pabrik Kompos di Pabrik Sawit. Tabloid Sinar Tani. Jakarta.
Darnoko, Z. Poeloengan, dan I. Anas. 1993. Pembuatan Pupuk Organik dari Tandan Kosong Kelapa Sawit. Buletin Penelitian Kelapa sawit. Jakarta. Deublein, D. dan A. Steinhauster. 2008. Biogas from Waste and Renewable
58
Direktorat Jendral Perkebunan. 2013. Produksi Kelapa Sawit menurut Propinsi di Indonesia. www.ditjenbun.pertanian.go.id. Akses : 8 Januari 2014. Ditjen PPHP Departemen Pertanian RI. 2009. Biogas Skala Rumah Tangga,
Program Bio Energi Pedesaan (BEP). Direktorat Pengolahan Hasil Pertanian- Ditjen PPHP Departemen Pertanian RI. Jakarta.
Eulis, T. M. 2009. Biokonvensi Limbah Industri Peternakan. Universitas Padjajaran Press. Bandung.
Fertibros. Historikal Harga Pupuk Medan 2015. http://www.fertibros.com/index php/dolomite/85-medan. Diakses pada Bulan Juli 2015.
Firmansyah, Anang. 2010. Teknik Pembuatan Kompos. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP). Kalimantan Tengah.
Gerardi, M. H. 2003. The Microbilogy of Anaerobic Digesters. John Wiley & Sons, Inc. Canada.
Grady, C.P.L., dan H.C. Lim. 1980. Biological Wastewater Treatment-Theory and Application. Marcel Dekker. Inc. New York.
Graha, T. B. S., B. D. Argo, dan M. Lutfi. 2015. Pemanfaatan Limbah Nangka (Artocarpus Heterophyllus) pada Proses Pengomposan Anaerob dengan Menambahkan Variasi Konsentrasi EM4 (Effective Microorganisme) dan Variasi BobotBulking Agent.Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem. 3 (2): 141-147.
Gurning, N. H., A. P. M. Tarigan, dan Z. P. Nasution. 2013. Studi Pengelolaan Sampah Pasar Kota Medan (Studi Kasus: Pasar Sore Padang Bulan, Medan).
Jurnal Teknik Sipil USU. 2 (3): 1–12.
Haryati, T. 2006. Biogas: Limbah Peternakan yang Menjadi Sumber Energi Alternatif. Wartazoa. 16(3): 160-169.
Hasanudin, U., A. Haryanto, S. Triyono, dan S. Waluyo. 2012. Peningkatan Kualitas Biogas dari Air Limbah Industri Tapioka Rakyat dengan
Menggunakan Biofilter. Laporan Penelitian. Universitas Lampung. Hasanudin, U., R. Sugiharto, A. Haryanto, T. Setiadi, dan K. Fujie. 2015. Palm
Oil Mill Effluent Treatment and Utilization to Ensure the Sustainability of Palm Oil Industries. Journal of Water Science & Technology. In Press. IWA Publishing.
59
Hidayanto, M. 2010. Limbah Kelapa Sawit sebagai Sumber Pupuk Organik dan Pakan Ternak. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Kalimantan Timur. Samarinda.
Ishartanto. 2011. Analisis Kelayakan Pendirian Industri Kompos Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) untuk Mensubsitusi Penggunaan Pupuk Anorganik pada PT. Pecconina Baru di Sumatera Selatan. (Tesis). IPB Press. Bogor. Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No.28 Tahun 2003 Tentang Pedoman
Teknis Pengkajian Pemanfaatan Air Limbah Industri Minyak Sawit pada Tanaman di Perkebunan Kelapa Sawit. Jakarta.
Lontoh, L., C. Beaton, dan K. Clarke. 2015. Tinjauan Subsidi Energi di Indonesia: Penelitian Enam Bulanan Mengenai Kebijakan-kebijakan Subsidi Energi.The International Institute for Sustainable Development International
Envinonment.Chatelane, Geneva, Switzerland.
Lubis, F. S., Irvan, D. Anwar, B. A. Harahap, dan B. Trisakti. 2014. Kajian Awal Pembuatan Pupuk CAir Organik dariEffluentPengolahan Lanjut Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit (LCPKS) Skala Pilot.Jurnal Teknik Kimia USU, 3(1), 32–37.
Mandiri. 2015. www.bankmandiri.co.id/article/777876140140.asp?article_id. Diakses pada September 2015.
Manurung, Renita. 2004. Proses Aerobik sebagai Alternatif untuk Mengolah Limbah Sawit. Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mufrizon, E. dan P. Subekti. 2013. Kebijakan Energi Baru-terbarukan Serta Peluang Pemanfaatan Biogas dan Biomasa Limbah Pengolahan Kelapa Sawit untuk Pembangkit Tenaga Listrik Di Propinsi Riau.Jurnal APTEK. 5 (1): 9-14.
Peraturan Gubernur Provinsi Lampung No.7 tahun 2010. Baku Mutu Air Limbah bagi Usaha atau Kegiatan di Provinsi Lampung. http://www.google.co.id/ url?sa=t&rct=j&q=peraturan%20gubernur%20lampung%20tentang%20air% 20limbah%source=web%cd=3&ved=0CC0QFjAC%url=http%3A%2F%2Fjd ih.lampungprov.go.id. Diakses pada Tanggal 19 Desember 2014.
PLN. 2014. Tarif Tenaga Listrik. http://www.pln.co.id/tarif-tenaga-listrik. diakses pada September 2015. Diakses pada September 2015
60
Rahmawati, Irma. 2011. Laporan Studi 2011–Penguatan Struktur Industri dalam Pengembangan Klaster Industri Berbasis Biomaterial. Departemen Perindustrian RI.
Rakhdiatmoko, R. 2015. Potensi Pemanfaatan Limbah Organik pada Pasar Primer Bandar Lampung sebagai Bahan Baku Pembuatan Kompos dan Biogas. (Skripsi). Jurusan Teknologi Hasil Pertania. Fakultas Pertanian. Universitas Lampung.
Safrizal. 2015.Small Renewable EnergyBiogas Limbah Cair (Pome) Pabrik Kelapa Sawit Menggunakan TipeCovered LagoonSolusi Alternatif Defisit Listrik Provinsi Riau.Jurnal DISPROTEK. 6 (1): 26-35.
Saputra, H. 2006. Penerapan Biofilter untuk Penghilangan NH3 dan H2S dengan menggunakan BakteriNitrosomonassp danThiobacillussp di Pabrik Lateks Pekat. (Skripsi). Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Shimadzu Corporation. 2004. GC-2014Gas Chromathography Instruction Manual. Shimadzu Corporation Analytical and Measuring Instrument Division. Kyoto. Japan.
Shinagawa Corporation. 2006. Gas Production Instruction Manual. Sinagawa Corporation. Japan.
Sjahrial, D. 2008. Manajemen Keuangan. Edisi 2. Penerbit Mitra Wacana Media. Jakarta.
Sudiyani, Y. K., C. Sembiring., H. Hendarsyah. dan S. Alawiyah. 2010. Pengolahan Awal dengan Basa NaOH dan Sakarifikasi Enzimatis Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS) untuk Produksi Etanol. Menara Perkebunan. 78: 70-74.
Sudradjat, A. Darwis, dan A. Wachjar. 2014. Optimasi Dosis Pupuk Nitrogen dan Fosfor pada Bibit Kelapa Sawit (Elaeis guineensisJacq.) di Pembibitan Utama. Jurnal Agronomi Indonesia. 42 (3): 222–227.
Susanto, A., A.E. Prasetyo, Fahroidayanti, A.F. Lubis, dan A.P. Dongoran. 2005. Viabilitas Bioaktivator JamurThichoderma koningilpada Media Tandan Kosong Kelapa Sawit. Pusat Penelitian Kelapa Sawit. Medan.
Syarif, K. 2011. Analisis Kelayakan Usaha Produk Minyak Aromatik Merek Flosh. (Skripsi). Institut Pertanian Bogor. Bogor. 11-12.
61
Widodo, T.W., N. Ana, A. Asari, dan R. Elita. 2008. Pemanfaatan Limbah Industri Pertanian untuk Energi Biogas. Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian Serpong, Badan Litbang Pertanian, Departemen Pertanian. Tangerang, Banten.
Yuli, A. H. 1996. Pengaruh pH Awal Berbagai Limbah Ternak Terhadap Kualitas Gasbio dan Lumpur. (Tesis). Universitas Padjajaran.
